基于数字化功能样机技术的液压支架优化设计

将数字化功能样机的优化设计技术首次引入到液压支架的参数化设计中,在分析液压支架运动原理的基础上建立了液压支架的优化设计模型,以顶梁位移为目标函数,以前后立柱液压力为设计变量进行了优化分析,并分析了各参数对目标函数的影响度。     

现代设计方法在液压支架设计中的应用

通过综合分析国内液压支架设计研究现状和发展趋势,提出液压支架现代设计方法,融合计算机科学、材料学、力学等学科以实现液压支架的优化设计.根据矿井资料采用FLAC3D软件对工作面进行模拟分析,得出工作面岩层的合理支护强度,从而确定液压支架的基本参数;基于MATLAB对液压支架四连杆机构进行优化设计,实现在满足支架梁端距和双纽线轨迹等约束条件下四连杆机构质量轻等优化目标;最后采用Pro/E对液压支架进行三维设计并通过ANSYS等有限元软件分析液压支架的受力状况,优化液压支架结构参数和箱体结构件截面.     

基于MATLAB的液压支架四连杆机构优化设计

通过对液压支架设计变量分析,采用MATLAB软件开发了一套液压支架四连杆机构优化设计系统。通过人机交互界面把支架设计变量输入到该系统,实现了对四连杆机构结构尺寸和铰接点坐标的优化设计;优化设计的四连杆机构满足双扭线轨迹曲线偏摆量,并可以降低支架连杆的重量。液压支架四连杆机构优化设计系统代替了人工设计,大大缩短了设计周期,提高了设计精度。     

液压支架四连杆机构计算机辅助设计

通过对液压支架运动学的分析,以掩护梁和顶梁铰点的运动轨迹与给定曲线的水平差值最小为目标函数,建立了放顶煤液压支架四连杆机构优化设计的数学模型;采用Visual C 6.0的可视化功能,直观地显示液压支架四连杆机构运动分析及结果,为合理分析支架构件的受力、建立液压支架的载荷图谱及其参数优化设计奠定了理论基础。     

液压支架掩护梁可靠性优化设计方法研究

针对液压支架目前的可靠性优化研究现状,分别在最大应力与疲劳寿命约束前提下,结合有限元分析方法对液压支架掩护梁结构进行了可靠性优化设计。分析了每个优化目标对参数的敏感程度,最终提出了五个设计方案,并对其进行了数据实验,通过实验的对比分析获得了最佳的可靠性性优化设计方案,其结果表明经过优化设计后的液压支架不仅降低了重量及成本,而且其各种性能要求都能满足国家标准。该设计方法在降低支架成本、满足支架的可靠性方面提供了设计依据,为之后的优化设计提供了新的思路。     

基于可视优化设计方法的放顶煤液压支架研究

对可视优化设计法进行了综合性研究,明确了该方法的研究内涵、研究内容、研究流程和研发工具。围绕放顶煤液压支架的研发过程,以放顶煤液压支架为研究实例,对其设计计算过程、装配过程、强度分析、运动状态及工作过程进行了可视优化设计研究,说明了可视优化设计方法在支架设计研究方面的作用,为液压支架的设计提供了技术基础。     

基于遗传算法的超静定液压支架顶梁优化设计

利用Matlab遗传算法工具箱对ZM2560型超静定液压支架顶梁进行了优化设计,建立了顶梁优化设计的数学模型。在保证顶梁强度的条件下,减小了顶梁截面面积,减轻了顶梁重量。此方法同样适用于超静定液压支架其它部件的优化设计,为液压支架整体优化设计提供参考。     

基于ABQUS的矿用液压支架结构性能分析

采用AQAQUS软件对液压支架结构变形进行了仿真分析,得出了在顶梁偏心加载工况条件下和顶梁扭转加载工况下液压支架的结构变形规律,在此基础上,对液压支架的结构强度进行了试验测试,测试结果与仿真分析结果基本一致,验证了仿真分析的正确性,对液压支架进一步的优化设计具有重要意义。     

ZF4200/17/28型液压支架有限元分析

对ZF4200/17/28型支撑掩护型液压支架进行了受力分析,通过creo1.0建立液压支架三维建模,利用Pro/Engineer Mechanica有限元分析工具模拟液压支架的试验工况进行了有限元应力分析,得出液压支架该工况下整体的应力和应变规律,从而为液压支架的优化设计和研究提供了理论依据。     

四柱支掩式液压支架计算软件的设计

基于MATLAB软件方便的可视化功能,直观地对四柱支掩式液压支架进行了平面结构分析、力学分析、弯矩计算及强度校核,得出了液压支架的运动学参数和运动轨迹图,对此类液压支架尺寸设计是否合理和进一步深入研究液压支架结构参数的优化设计将有深刻的指导意义。     

液压支架辅助分析与设计

介绍了一种液压支架辅助分析与设计方法,并应用VB语言编写了液压支架辅助设计程序,可进行四连杆机构的优化设计和液压支架框架结构的运动学、动力学等特性的分析计算,得出四连杆机构的最优解和液压支架的详细特征参数。在液压支架设计中为设计者提供必要的参考依据,提高设计效率,缩短设计周期。     

液压支架焊接件的模态分析研究

以液压支架焊缝为研究对象,运用三维CAD软件SolidWorks建立液压支架的整机三维模型,并且在关键焊接结构件上添加不同形式的实体焊缝,最后在有限元软件ANSYS中建立相应的关键焊接结构件的有限元模型并对其进行模态分析,得到了液压支架理想的模态结果。     

基于ANSYS的液压支架掩护梁结构优化研究

以ZY3800/15/30型两柱掩护式液压支架为研究对象,建立了掩护梁的结构优化设计模型,利用ANSYS的参数化设计语言APDL,获得了掩护梁优化模型的求解,实现了掩护梁的重量减轻约6.53%,减重效果比较明显。该研究方法可推广到液压支架其他部件的结构优化设计,也为液压支架的整体结构优化提供了有益参考。     

液压支架结构件内部设计的探讨

对液压支架结构件的优化设计进行了一些探讨。     

ZF7200/18/35型液压支架有限元分析

对ZF7200/18/35型支撑掩护型支架进行了受力分析,通过Pro/E建立液压支架三维建模,利用ANSYS8.0有限元分析软件模拟某液压支架工况进行了有限元应力分析,得出支架该工况下应力值最大位置,从而为液压支架的优化设计和研究提供了理论依据。     

工作面支护与液压支架技术理论体系

工作面支护是安全高效综采的首要条件,液压支架是综采系统的核心。笔者和其合作团队持续30多年致力于综采工作面支护与液压支架技术理论的研究和实践,建立了综采工作面支护与液压支架技术理论体系框架,提出了液压支架与围岩耦合原理,建立液压支架与围岩耦合模型,分析了液压支架与围岩的强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合规律,阐述了液压支架合理工作阻力、临界护帮力和支护系统稳定性控制策略,提出液压支架三维动态优化设计理论和方法,将围岩下沉、断裂等力、力矩以及边界条件的变化通过液压支架骨架模型传递和分解到具体的液压支架结构上,借助三维设计平台动态模拟仿真液压支架与围岩耦合作用的力学特征,优化得出对围岩最优支护效果的液压支架结构参数。提出液压支架系列型谱和工作面支护系统液压支架群组的自组织协同控制方法,将支护系统群组自组织协同控制分解为围岩自适应控制和队列保持推进控制两个控制线程,同步实现群体系统协调控制。建立了工作面支护设备技术标准体系。     

基于Visual Basic的液压支架四连杆机构的优化设计

四连杆机构是掩护式液压支架与支撑掩护式液压支架最重要的部件之一,通过Visual Basic编程语言,开发了一套液压支架四连杆机构优化程序。通过在设计界面输入液压支架各个设计参数,从而得到四连杆机构的优化结果,大大地缩短了设计周期,提高了设计精度。     

应用SolidWorks软件提高液压支架的设计能力

运用三维设计软件SolidWorks对液压支架进行三维建模是提高液压支架设计能力的重要手段。介绍了三维设计软件SolidWorks的主要功能特点。以ZT6500/19.5/34型液压支架为例,说明了应用SolidWorks进行液压支架设计的过程和方法,对液压支架设计生产具有重要的意义。